Glyphosate-induced GhAG2 is involved in resistance to salt stress in cotton.
Plant Cell Rep · 2022 · 41:1131-1145 · PMID 35243542 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 농업과 정책 > GM 작물 · 식물
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글리포세이트 처리 시 GhAG2의 전사 활성이 강하게 증가하였다. GhAG2의 과발현은 식물의 염분 및 살리실산 스트레스 내성을 향상시킬 수 있다. 글리포세이트는 지난 10년간 잡초 방제에 대한 높은 효능과 전 세계적인 글리포세이트 저항성 작물 상용화로 인해 제초제로 광범위하게 사용되어 왔으나, 글리포세이트 유도 반응 및 전사 변화에 대해서는 면화 식물에서 알려진 바가 적다. 본 연구에서는 글리포세이트 처리 후 26개의 차등 발현 유전자를 확인하였으며, 이 중 6개의 높은 상향 조절된 서열은 비생물적 스트레스에 반응하는 면화 발현 서열 태그(ESTs)와 상동성을 공유하였다. 또한, 글리포세이트 처리 및 기타 비생물적 스트레스에 의해 전사 활성이 강하게 증가하는 유전자인 GhAG2를 클로닝하였다. 형질전환체 GhAG2 식물은 염분 및 살리실산(SA) 스트레스에 대한 내성이 향상된 것을 보였다. 이러한 결과는 면화 및 다른 작물에서 GhAG2 단백질의 기능, 글리포세이트 유도 전사 프로파일, 그리고 생리학적 생화학적 반응을 탐구하는 길을 열 수 있다. 또한, GhAG2는 작물의 육종 및 생명공학 분야를 통해 염분 스트레스 내성을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 나아가, 이러한 결과는 식물에서 표적 유전자의 제어된 발현을 위한 글리포세이트 유도 시스템 개발에 대한 지침을 제공할 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
The transcription of GhAG2 was strongly enhanced by glyphosate treatment. Overexpression of GhAG2 could improve plant tolerance to salt and salicylic acid stress. Although glyphosate has been widely used as an herbicide over the past decade owing to its high efficacy on weed controls and worldwide commercialization of glyphosate-resistant crops, little is known about the glyphosate-induced responses and transcriptional changes in cotton plants. Here, we report the identification of 26 differentially expressed genes after glyphosate treatment, among which, six highly up-regulated sequences share homology to cotton expressed sequence tags (ESTs) responsive to abiotic stresses. In addition, we cloned GhAG2, a gene whose transcription was strongly enhanced by glyphosate treatment and other abiotic stresses. Transgenic GhAG2 plants showed improved tolerance to salt, and salicylic acid (SA) stress. The results could open the door to exploring the function of the GhAG2 proteins, the glyphosate-induced transcriptional profiles, and the physiological biochemical responses in cotton and other crops. GhAG2 could also be used to improve salt stress tolerance through breeding and biotechnology in crops. Furthermore, these results could provide guidelines to develop a glyphosate-inducible system for controlled expression of targeted genes in plants.| 저자 | Yu, W.; Xue, Z.; Zhao, X.; Zhang, R.; Liu, J.; Guo, S. |
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| 저널 | Plant cell reports |
| 권·호·쪽 | 41(4), 1131-1145 |
| PMID | 35243542 |
| DOI | 10.1021/jf801254e |
| MeSH | Crops, Agricultural; Gene Expression Regulation, Plant; Glycine; Gossypium; Plant Breeding; Plant Proteins; Plants, Genetically Modified; Salicylic Acid; Salt Stress; Stress, Physiological; Glyphosate |